柔性锌金属电池是未来储能装置最有前途的候选材料之一，然而目前水凝胶电解质的低离子电导率和低机械强度阻碍了它们的性能。

在此，北京航空航天大学Bin Li通过在聚乙烯醇网络中加入α-螺旋蛋白质（α-HP，从羊毛中提取）分子，开发了一种超弹性水凝胶电解质（α-HP/PVA）。

文章要点

1）由于独特的α-螺旋结构和丰富的功能基团，所获得的超弹性水凝胶电解质表现出高断裂强度（4.97 MPa）和高伸长率（~600%）。在α-HP/PVA中，Zn²⁺与α-螺旋蛋白质中的N、O竞争配位，从而提供低的传输能垒和短的传输距离，实现93.8 mS cm^-1的超高离子电导率。

2）此外，α-HP/PVA可以避免阳极钝化和腐蚀，以保持阳极活性并引导无枝晶沉积。因此，Zn|α-HP/PVA|Zn对称电池实现了超过5300小时的长循环寿命，并且具有α-HP/PVA电解质和NaV₃O₈-1.5H₂O正极的全电池在1 A g^-1下经过800次循环后表现出~96%的高容量保持率。

这项利用独特螺旋结构推进离子传输的研究为促进锌金属电池的应用提供了一种新方法。

参考文献

Xiaoyun Xu, et al, Superelastic hydrogel electrolyte incorporating helical protein molecules as zinc ion transport pathways to enhance cycling stability of zinc metal batteries, Energy Environ. Sci., 2024

DOI: 10.1039/D4EE02510E